Der Sinterlamellenfilter für 160 °C

Abscheidung von Fremdpartikelemissionen

Hocheffiziente Filtrationstechnologien sind in zahlreichen Bereichen der industriellen Produktion unumgehbar. Sowohl als Prozessfilter, wenn Filteranlagen integraler Teil der Produktionsanlagen sind, als auch bei der Abscheidung von freigesetzten luftfremden, partikelförmigen Emissionen zum Schutz von Mensch, Umwelt und Maschine. Gerade in letzter Zeit ist die kritische Wahrnehmung gegenüber gesundheitsschädlichen, toxischen und generell schädlichen Staubemissionen kontinuierlich gewachsen.

Der Fokus liegt dabei zunehmend auf nachhaltiger Technologie, welche ausgezeichnete Filtrationsperformance mit langen Standzeiten, hoher Verfügbarkeit und geringer Ausfallwahrscheinlichkeit verbindet. Die gesinterten Filtermedien von Herding®Filtertechnik haben sich durch konstante Betriebsbedingungen, Langlebigkeit, hohe Verfügbarkeit und kontinuierliche Abscheideleistung beim Einsatz in verschiedensten Einsatzfällen stark etabliert. Jedoch stellten die Betriebstemperaturen auf Grund der eingesetzten Polymerwerkstoffe lange Zeit eine Barriere dar, welche verhinderte die einzigartigen Eigenschaften der Oberflächenfiltration mit Starrkörperfiltermedien auf höhere Temperaturbereiche zu übertragen. Der neu entwickelte Herding BETA setzt nun neue Maßstäbe und weist hervorragende Filtrationseigenschaften bei Temperaturen bis 160 °C auf.

Reine Oberflächenfiltration über viele Jahrzehnte

Basis der bewährten Technologie ist seit vielen Jahrzehnten die für die Herding Sinterlamellenfilter charakteristische reine Oberflächenfiltration. Diese Eigenschaft und damit keinerlei Affinität zur Einlagerung von Feinpartikeln im eigentlichen Filtermedium wird durch eine in die Oberfläche des starren Filtermediums homogen eingelagerte Beschichtung als filteraktive Schicht erzielt. Die Kombination aus Sinterstruktur und eingebetteter, sowie auf den Anwendungsfall abgestimmter Beschichtung, macht den Sinterlamellenfilter so langlebig und wirkungsvoll. Gewährleistete Reingaswerte an der Nachweisgrenze sprechen dabei für sich selbst; dies selbst bei feinsten Stäuben.

Filtrationsbedingter Verschleiß ist auf ein Minimum reduziert, da das widerstandsfähige Filtermedium nicht der permanenten Walkarbeit konventioneller flexibler Medien unterliegt. Die starre Matrix in Verbindung mit der filtrationsaktiven Schicht bleibt über den gesamten Lebenszyklus erhalten und erfahrungsgemäß unbeschädigt, selbst beim Einsatz bei abrasiven Stäuben und Produkten.

Dieser Umstand bedingt eine weitere beispiellose Eigenschaft des starren Mediums mit Oberflächenbeschichtung. Bei konventionellen Filtersystemen, welche die Gefahr von Havarien auf Grund von Staubdurchbrüchen bergen, gibt die Literatur für den Reingasraum der filternden Abscheider die Staub-Ex-Zone 22 an. Bei der formstabilen Ausführung des Herding® Sinterlamellenfilters hingegen liegt ein solches Verhalten nicht vor. Das Filtermedium wirkt als StaubExZonenSperre. Im Reingasraum liegt keine staubexplosionsfähige Atmosphäre und somit keine Staub-Ex-Zone vor. Dieser einzigartige Umstand ist auch in der VDI 2263, Blatt 6 und Blatt 6.1 beschrieben und bestätigt so die nachhaltige, passive und aktive Sicherheit dieser Technologie.

Entwicklung unmittelbar am Marktnutzen

Zielrichtung bei der Entwicklung neuer Filtermedien ist bei Herding stets die bewährte Performance der klassischen Sinterlamellenfilter auf weitere Einsatzgebiete auszuweiten sowie auch neue Branchen, Bereiche und Märkte zu erschließen.

Da die klassischen Herding® Sinterlamellenfilter mit Matrix-Grundwerkstoffen auf PE-Basis per Definition bis 70°C Betriebstemperatur und als thermostabilisierte Variante bis 100 °C einsetzbar sind, ergab sich eine Lücke im Angebots-Portfolio für Anwendungen oberhalb dieser Temperaturen. Es lag demnach nah eine Entwicklung voranzutreiben, welche die unnachahmlichen Eigenschaften der Sinterlamellenfilter mit Einsatztemperaturen oberhalb von 100°C kombiniert.

Detaillierte Forschungs- und Entwicklungstätigkeit fokussierte zu Beginn die Suche nach geeigneten Werkstoffen, welche zunächst fertigungstechnischen Ansprüchen gerecht werden mussten. Zudem standen beispielsweise Resistenzen gegen chemischen und thermischen Angriff, die homogene Sinterfähigkeit und hohe Messlatten in Bezug auf Festigkeit und Zähigkeit auf dem Anforderungsprofil.

Selbstverständlich lag nach Schaffung der Materialbasis der Entwicklungsschwerpunkt darauf, die für die Herding® Starrkörper-Filtermedien typischen Merkmale bei den Filtrationseigenschaften wie konstante Druckverluste, hohe Abscheidegrade und alle sonstigen Merkmale zu realisieren. Die Versuchsphase wurde durch Staubversuche im Labormaßstab eingeleitet und mündete in Pilotanlagen in den unterschiedlichsten Gebieten. Exemplarisch stehen hierfür der Einsatz bei Trocknern in der chemischen Industrie, bei der Herstellung von Zuschlagsstoffen in der Food-Industrie und bei der Baustoff- und Batterieherstellung. Aber auch diverse Ofenabsaugungen, Hochtemperaturfiltration hinter Mühlenanlagen und nicht zuletzt Anwendungen in der Biomasse-Verwertung brachten übertragbare, praxisnahe und erfolgreiche Resultate hervor.

Den Wünschen der Märkte entsprochen

Herding® hat Mitte 2021 ihr neues Filtermedium Herding® BETA auf den Markt gebracht. Dieses neu entwickelte und patentierte Filtermedium auf Basis einer Sintermatrix aus PPS, ermöglicht nun die Nutzung aller bekannten Merkmale des klassischen Sinterlamellenfilters bis zu einer Dauereinsatztemperatur von 160 °C. Der Herding® BETA stellt eine sehr vielseitig einsetzbare Filtrationstechnologie dar, welche äußerst beständig gegen chemischen Angriff und auch Hydrolyse ist, sowie bezüglich der pH-Beständigkeit einen Bereich von 1 – 10 aufweist.

Absolut konstante Betriebsbedingungen auf Grund der oben beschriebenen reinen Oberflächenfiltration sind mit dem Herding® BETA auch für Betriebstemperaturen bis 160 °C möglich. Der Herding® BETA ermöglicht Staubkonzentrationen im Reingas von < 0,5 mg/m³, auch bei sehr feinen Stäuben, wodurch nachgeschaltete Aggregate (wie z.B. Wärmetauscher) geschützt werden.

Zudem lässt sich das neue Filtermedium mit gemindertem Abreinigungsvordruck betreiben; wesentlich geringere Betriebskosten erhöhen somit signifikant die Energieeffizienz. Das Filtermedium ist, wie auch der klassische Sinterlamellenfilter, absolut faserfrei und damit ideal für eine kontaminationsfreie Materialrückgewinnung.

Angemessene Anlagentechnologie

Dauer-Einsatztemperaturen bis zu 160°C bei Filtrationsprozessen bedingen nicht nur ein hervorragendes Filtermedium, sondern auch eine Anlagentechnologie welche dem jeweiligen Prozess nachhaltig und sicher gerecht wird und zudem ein marktgerechtes Pricing aufweist.

Ein großer Anteil der potentiellen Nutzungen liegt hinsichtlich des Filtrationsvolumenstroms eher oberhalb von 50 000 m³/h. Dementsprechend wird die Baureihe Herding® MAXX vorrangig für Einsatzfälle mit dem Herding® BETA herangezogen. Der modulare Aufbau der bewährten Großfilterbaureihe gestattet flexible Anpassungen an das Gros der Projektansprüche.

Ist beispielsweise eine optimierte Reinigbarkeit des Filtergehäuses gewünscht oder definierte Oberflächengüten, so bietet sich die Baureihe Herding® PROCESS auch zum Einsatz bis 160 °C an. Zahlreiche Referenzen in der chemischen Industrie belegen die robuste, effiziente und langlebige Verwendung dieser Anlagenkonzeption.

Werden runde Filtergehäuse auf Grund der Prozessanforderungen obligatorisch, so ist der Herding® RESIST die ideale Wahl für den Einsatz des neuen Hochtemperatur-Mediums Herding® BETA. Beweggründe für eine zylindrische Ausführung sind überaus vielfältig und reichen von hygienischen Anforderungen der Food-Industrie über konstruktiven Explosionsschutz zu hohen oder außerordentlich niedrigen Betriebsdrücken oder der Forderung nach definierter Gasdichtheit.

Der Entwicklungsphase folgt der roll-out

Wiederholt und zahlreich trat in der Vergangenheit der Wunsch nach einem Filtermedium für den Temperaturbereich bis 160 °C auf, welches unvorteilhafte Eigenschaften von konventionellen Filtermedien wie flexiblen Filterschläuchen eliminiert, sowie dauerhaft den Ansprüchen und gegebenen Kriterien der Prozesse in diesem Temperaturbereich gerecht wird.

Bereits die gewährleisteten Reingaskonzentrationen von < 0,5 mg/m³, die zu erwartenden Standzeiten des Herding BETA und seine konstanten Betriebsbedingungen stellen einen großen Fortschritt in der Prozessfiltration, sowie der Arbeits- und Prozesssicherheit dar.

Herding auf der Powtech: Halle 3; Stand 3-349

Merkmale des Herding® Sinterlamellenfilters – Ausführung Herding BETA

Reine Oberflächenfiltration

Dauertemperaturbeständig bis zu 160 °C

Hohe Beständigkeit gegen Hydrolyse und Chemikalien

Konstante Betriebsbedingungen und Volumenströme

Kontaminationsfreie Produktrückgewinnung

Geringe Wartungskosten durch starres Filtermedium

Verschleißfestes Filterelement mit einer Lebensdauer > 15 Jahre selbst bei abrasivem Staub

Geringer Platzbedarf durch kompaktes, kundenspezifisches Systemdesign

Energieeffizienz durch geringen Abreinigungsvordruck

Höchste Verfügbarkeit und schnelle Amortisation

Extrem niedrige gewährleistete Reingaswerte < 0,5 mg/m³

Autor:

Jörg-Armin Schulz, CSO/CMO, Herding GmbH, Amberg/Deutschland

www.herding.de

Der diplomierte Ingenieur der Verfahrenstechnik wechselte im Jahr 1999 zur Firma Herding und trat als Geschäftsstellenleiter in das Unternehmen ein. Davor konnte er bereits auf mehrere erfolgreiche Jahre Erfahrung in der industriellen Filtertechnik zurückblicken. Seit 2011 leitet er den Gesamtvertrieb und das Marketing der Herding GmbH Filtertechnik und ist Mitglied der erweiterten Geschäftsleitung.

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